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法国国家铁路公司使用热像仪开展铁路维护工作,并使用FLIR Systems的ThermoVision A40-M红外热像仪检测列车顶部以120km/h的速度疾飞的高架接触网悬链

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法国国家铁路公司集中使用热像仪保障其大范围供电,确保信号操作正常运作。SNCF现正测试热像仪的潜力,检验是否能够使用安装在列车车厢上的FLIR Systems红外热像仪检测列车顶部20.000 km的架空线。

SNCF是欧洲最大的公共交通服务公司之一,拥有33,000km铁路轨道,其中1,500 km是欧洲首列商务快速列车TGV(巴黎至里昂间高速火车)的高铁轨道。SNCF使用热像仪开展铁路维护,以检测信号设备与供电站状况。

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高架接触网悬链是一种为列车头或列车供电的悬浮线系统,通过集电弓导电。悬链系统至少使用两条线:一条悬缆线或悬链,通过高度差或连接线为接触线提供支持。该系统悬浮在桥塔之上,易受机械张力的影响。如图所示为两条电缆的接合点。

5台E系列热像仪开展工作

完成信号配电板的测试检测工作之后,SNCF开始大规模推出红外热像仪。2001年在斯特拉斯堡地区(法国东部)进行的测试检测工作结果表明,高达    45%的设备安装出现了严重异常状况。这促使SNCF购置了四台FLIR Systems PM 695红外热像仪,即P640红外热像仪的前身,并培训了10名热像师。

SNCF对热像仪所能带来的裨益深信不疑,采购了25台ThermaCAM E系列便携式热像仪,以便开展区域维修服务。现在,逾80名SNCF员工每天都在使用热像仪开展检测工作。

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新应用应运而生

但是,SNCF维修当局却迎来了另一类问题。他们观测到,巴黎地区列车顶部的一条主高架接触网悬链通常过热,长度延伸到几乎可以碰触到列车车厢的地步。起初,维修团队认为是由于这条交通线过于繁忙所导致。然而,改善系统的悬浮电缆和给料器都无济于事,未能解决这个问题。

于是,SNCF悬链维修专家Gerard Millot决定求助于热像仪来捕捉悬链的受热模式图像。但是,如何才能既清晰又连续地捕捉到数公里长的悬链受热模式的图像呢?因悬链过热SNCF每年记录30余处故障,因此问题变得迫在眉睫。Gerard Millot表示:“故障情况通常如出一辙。连接故障导致接触线受热。于是接触线开始延伸,失去张力,变得松弛。最糟糕时,接触线围绕列车头的集电弓蜷曲起来。列车会高出轨道,电线则被堵塞。列车顶部的电线维修耗费大量时间,更不用想像高峰期繁忙线路维修所带来的后果。”

首批测量实验证明,为能满意地捕捉到悬链的受热情况,热像仪须安装在列车车厢上。SNCF工程师也发现,红外热像仪须安装在特殊的测量车厢上,能够长期无间断地从接触线中获得电流。

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试结果

SNCF的维修和研究董事会通力合作,设置了一个测试车厢,在巴黎Austerlitz车站与Les Aubrais之间的繁忙线路上开展一系列测试,该路段是法国奥尔良中心地区的一个重要铁路关口。

FLIR Systems ThermoVision™A40-M固定安装式热像仪置于一个以120km/h(75 mph)的速度匀速行驶的测试车厢的特殊壳内,记录了悬链的情况。在车厢内,装有ThermaCAM Researcher软件的电脑专程记录图像。Millot表示:“热像仪必须十分耐用,才能在列车车厢外的壳体内安然无恙,且必须具备能够在高速运行状态下‘看’清电线的图像帧频。”ThermoVision A40是一台固定安装式红外热像仪,分辨率为320 x 240像素,工作温度介于-15和+55 °C之间,图像帧频为50Hz,符合上述标准。为以图像形式定位铁路线上的热点,公司安装了英里计数器和额外的闭路电视可见光摄像机。可见光摄像机也能说明悬链上的热点是否是受到信号灯或灯光等临近热源的影响。

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结果显而易见:Millot回想道:“我们已经向现场派送了维修团队开展图像分析。在一些地方,部分电缆将要熔化,随时有可能崩溃。”Millot表示:“然而,我们将需要进行优化升级,简化检测工作和检测结果;大量分析红外热图像依然是一个冗长的过程。500km的轨道相当于21张带图像的DVD。”此外,SNCF专家需要适当定义悬链受热态势的故障标准:是否能接受5°C的偏差?电缆在数日或数月内崩溃?然后,SNCF工程师将开发一种能快速分析图像并找出潜在热点的工具。

实验取得了巨大成功。SNCF已经批准开发一种特殊的车厢,以检测其遍布全国的电气化铁路网络悬链。因此,这家法国公共铁路公司将成为首家使用这种检测技术的铁路公司。


 

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